AQUECIMENTO GLOBAL: UMA VISÃO CRÍTICA
Luiz Carlos Baldicero Molion
Instituto de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Alagoas
Cidade Universitária - 57.072-970 Maceió, Alagoas
email: molion@radar.ufal.br
RESUMO
O clima da Terra tem variado ao longo das eras, forçado por fenômenos de escalas de tempo decadal até milenar. No final da década dos anos 1970, após um período de 30 anos de resfriamento, surgiu a hipótese que a temperatura média global da superfície estaria aumentando devido à influencia humana. Essa hipótese está fundamentada em três argumentos: a série de temperatura média global do ar na superfície “observada” nos últimos 150 anos, o aumento observado na concentração de gás carbônico e os resultados obtidos com modelos numéricos de simulação de clima. Discutiram-se criticamente esses três aspectos, mostrando suas deficiências e concluiu-se que a representatividade global da série de temperaturas é questionável e que a possível intensificação do efeito-estufa pelas atividades humanas, bem como as limitações dos modelos matemáticos de simulação de clima, não justificam a transformação da hipótese do aquecimento global antropogênico em fato científico consumado. Apresentaram-se argumentos que sugerem que um resfriamento global, paulatino, nos próximos 15 a 20 anos seria igualmente provável, em face do conhecimento atual que se tem do clima global e sua variabilidade.
ABSTRACT
The Earth’s climate has varied for eons, forced by phenomena of temporal scales ranging from decades to millennia. At the end of the 1970’s, after a 30 year long cooling period, the hypothesis that the global mean surface temperature was rising due to human influence was forged. This hypothesis rests on three main pillars: the 150 years series of “observed” global mean air temperature at the surface, the observed increase of carbon dioxide concentration and the output of global climate models. These three aspects were discussed critically, pointing out their weaknesses and/or deficiencies. The conclusion was that the anthropogenic global warming hypothesis couldn’t be transformed into proven scientific fact, considering the questionable global representativeness of the temperature time series, the greenhouse effect variability and its possible enhancement due to human activities, as well as the limitations of the global climate models. Arguments were presented suggesting that a gradual cooling in the next 15 to 20 years is equally possible, in view of the present knowledge of the global climate and its variability.
INTRODUÇÃO
A fonte primária de energia para o planeta Terra é o Sol. Ele emite radiação eletromagnética (energia) principalmente nos comprimentos de onda entre 0,1mm e 4,0mm (1micrometro = 1mm = 10-6 metros ), chamada radiação de ondas curtas (ROC). O albedo planetário - percentual de ROC refletido de volta para o espaço exterior, atualmente cerca de 30% – é resultante da variação da cobertura e do tipo de nuvens, da concentração de aerossóis e partículas em suspensão no ar, e das características da cobertura superficial. Portanto, o albedo planetário controla o fluxo de ROC que entra no sistema terra-atmosfera-oceanos: menor albedo, maior entrada de ROC, aquecimento do sistema terra-atmosfera, e vice-versa. A parte do fluxo de ROC, que entra no Planeta, passa através da atmosfera terrestre e boa parte dele é absorvida pela superfície que se aquece. Pela Lei de Stefan-Boltzmann, um corpo aquecido emite radiação infravermelha térmica proporcionalmente à quarta potência de sua temperatura absoluta. Para as temperaturas dos corpos, encontrados tanto na superfície como na atmosfera terrestre, os comprimentos de onda emitida estão entre 4,0 mm e 50 mm, numa faixa espectral denominada radiação de ondas longas (ROL). A ROL emitida pela superfície é absorvida por gases, pequenos constituintes, como o vapor d'água (H2O), o gás carbônico (CO2), o metano (CH4), o ozônio (O3), o óxido nitroso (N2O) e compostos de clorofluorcarbono (CFC), vulgarmente conhecidos por freons. Esses, por sua vez, emitem ROL em todas as direções, inclusive em direção à superfície e ao espaço exterior. A absorção/emissão desses gases pelas várias camadas atmosféricas reduz a perda de ROL, emitida pela superfície, que escaparia para o espaço exterior, e constitui o chamado efeito-estufa. O vapor d'água é o gás principal de efeito-estufa (GEE) e sua concentração é extremamente variável no espaço e tempo. Por exemplo, sobre a Floresta Amazônica existe 5 vezes mais vapor d’água que sobre o Deserto do Saara e sobre a Amazônia, ainda, ele varia de 30% entre a estação seca e a chuvosa. Em regiões polares, e em regiões tropicais acima de 4 km , existe muito pouco vapor d’água e o efeito-estufa é fraco. O CO2 é o segundo GEE em importância, com concentração até 100 vezes inferior à do vapor d'água. Embora sua concentração seja baixa, é o gás que tem causado grande polêmica, pois sua concentração vinha crescendo à taxa de 0,4% ao ano, sendo esse crescimento atribuído às atividades humanas, com a queima de combustíveis fósseis e florestas tropicais. O CH4, com concentrações muito pequenas, na ordem de 1,7 ppm por volume, também vinha mostrando um significativo aumento de 1,0% ao ano, atribuído às atividades agropecuárias. Mas, a partir de 1998, a taxa de crescimento anual da concentração do CH4 passou a diminuir inexplicavelmente, embora as fontes antrópicas continuem aumentando. Os gases restantes apresentam concentrações ainda menores que as citadas, porém parecem estar aumentando também. O efeito-estufa faz com que a temperatura média global do ar, próximo à superfície, seja cerca de 15°C . Caso ele não existisse, a temperatura da superfície seria 18°C abaixo de zero, ou seja, o efeito-estufa é responsável por um aumento de 33°C na temperatura da superfície do Planeta! Logo, ele é benéfico para o Planeta, pois gera condições que permitem a existência da vida como se a conhece. Em resumo, a estabilidade do clima da Terra resulta do balanço entre o fluxo de ROC absorvido pelo Planeta e o fluxo de ROL emitido para o espaço (ROC = ROL). O aquecimento do clima global ocorreria, por exemplo, ou pela redução de albedo planetário, que aumentaria ROC absorvida, ou pela intensificação do efeito-estufa, que reduziria a perda de ROL para o espaço exterior. A hipótese do efeito-estufa intensificado é, portanto, fisicamente simples: mantidos a produção de energia solar e o albedo planetário constantes, quanto maior for a concentração dos GEE, menor seria a fração de radiação de ondas longas, emitida pela superfície, que escaparia para o espaço e, conseqüentemente, mais alta a temperatura do Planeta.
O aparente aumento de 35% na concentração de CO2 nos últimos 150 anos já deveria ter causado um incremento na temperatura média do globo entre 0,5 e 2,0°C se resultados de modelos de simulação de clima (MCG) fossem considerados. Entretanto, de acordo com a Quarta Avaliação do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC AR4/SPM, 2007), o aumento “observado” está entre 0,4 e 0,7oC. Ou seja, o aumento “observado” está situado no limite inferior dos resultados produzidos pelos atuais modelos climáticos utilizados para testar a hipótese da intensificação do efeito-estufa. Porém, se a concentração de CO2 dobrar nos próximo 100 anos, os MCGs projetam um aumento da temperatura média global entre 2° e 4,5oC, não inferior a 1,5°C (IPCC AR4/SPM, 2007). Os efeitos desse aumento de temperatura seriam catastróficos! Segundo a mesma fonte, uma das conseqüências seria a expansão volumétrica da água dos oceanos que, associada ao degelo parcial das geleiras e calotas polares, notadamente o Ártico, aumentaria os níveis dos mares entre 0,2 e 0,6 metros . Esse fato, dentre outros impactos sociais, forçaria a relocação dos 60% da humanidade que vivem em regiões costeiras. Na seqüência, foram discutidos o estado atual do conhecimento sobre o assunto e algumas das limitações dos MCGs.
REGISTROS INSTRUMENTAIS DE TEMPERATURA
A Figura 1 (CRU/UEA - Jones et al., 1999) mostra que desvios de temperatura para o Globo, com relação à média do período 1961-1990, aumentaram cerca de 0,6°C desde 1850. Vê-se que, até aproximadamente 1920 em princípio, houve apenas variabilidade anual e aparentemente não ocorreu aumento expressivo de temperatura num período extenso, embora haja relatos de ondas de calor como, por exemplo, a de 1896 nos EEUU, que deixou mais de 3 mil mortos em Nova Yorque. Porém , entre 1920 e 1950, o aumento global foi cerca de 0,4°C. No Ártico (Figura 2), em que há medições desde os anos 1880, o aumento foi cerca de 10 vezes mais nesse período, 2,7°C somente entre 1918 e 1938! Em seguida, houve um resfriamento de cerca de 0,2°C, não explicado pelo IPCC, e, a partir de 1978, a temperatura média global aumentou cerca de 0,3°C. O próprio IPCC concorda que o primeiro período de aquecimento, entre 1920 e 1950, pode ter tido causas naturais, possivelmente o aumento da produção de energia solar e a redução de albedo planetário, discutidas mais abaixo. Antes do término da Segunda Guerra Mundial, as emissões antrópicas eram cerca de 10% das atuais e, portanto, torna-se difícil argumentar que os aumentos de temperatura, naquela época, tenham sido causados pela intensificação do efeito-estufa provocada pelo Homem.
A polêmica que essa série de anomalias tem causado reside no fato de o segundo aquecimento, a partir de 1978, não ter sido verificado, aparentemente, em todas as partes do Globo.
Figura 1. Desvios da temperatura média global com relação à média do período 1961-90.
(Jones et al, 1999)
Figura 2. Anomalias de temperatura do ar no Ártico entre 1880 e 2004 (Fonte de dados: http://www.giss.nasa/data/gistemp, 2007).
A série de temperatura média para os Estados Unidos (Figura 3), por exemplo, não mostrou esse segundo aquecimento. Em adição, a média da temperatura global, obtida com dados dos MSU a bordo de satélites a partir de 1979, mostrou uma grande variabilidade anual, com uma ligeira tendência de aquecimento global de 0,076°C por década (Christy e Spencer, 2003), enquanto os registros instrumentais de superfície mostraram 0,16°C por década no período. Para o Hemisfério Sul, satélites mostraram uma tendência de 0,052°C por década. Em princípio, satélites são mais apropriados para medir temperatura global, pois fazem médias sobre grandes áreas, incluindo oceanos, enquanto as estações climatométricas de superfície registram variações de seu micro ambiente, representando as condições atmosféricas num raio de cerca de 150 metros em seu entorno. Nesse aspecto, essas últimas apresentam outro grande problema, além da não-padronização e mudança de instrumentação ao longo dos 150 anos passados. As séries mais longas disponíveis são de estações localizadas em cidades do “Velho Mundo” que se desenvolveram muito, particularmente depois da Segunda Guerra Mundial. Em média, a energia disponível é utilizada em parte para evapotranspiração (calor latente) e o restante para o aquecimento do ar (calor sensível). Sobre superfícies vegetadas, a maior parte da energia disponível é usada na forma de calor latente, evaporação que resfria a superfície. Com a mudança da cobertura superficial, de campos com vegetação para asfalto e concreto, a relação se inverte, e mais calor na forma de calor sensível entra na atmosfera, aquecendo o ar e, portanto, aumentando as temperaturas próximas à superfície. Esse é o chamado efeito de ilha de calor. Para elaboração da Figura 1, seus autores utilizaram uma
Figura 3. Anomalias de temperatura médias para os Estados Unidos (NCEP, 1999)
correção de temperaturas devido à urbanização que pode não ter sido apropriada, já que os algoritmos desse procedimento são subjetivos e questionáveis. Uma das possibilidades, pois, é que o aquecimento a partir de 1978, que aparece nitidamente na Figura 1, seja, em parte, resultante do efeito de ilha de calor e não um aquecimento global.
Finalmente, um aspecto muito importante é que as séries de 150 anos são curtas para captar a variabilidade de prazo mais longo do clima. A segunda metade do Século XIX foi o final da “Pequena Era Glacial”, um período frio, bem documentado, que perdurou por alguns séculos. E esse período coincide com o início período instrumental. Portanto, o início das séries de 150 anos, utilizadas por vários pesquisadores e pelo IPCC, ocorreu num período relativamente mais frio que o atual e leva, aparentemente, à conclusão errônea que as temperaturas atuais sejam muito altas ou “anormais” para o Planeta. Conclui-se que existem problemas de representatividade, tanto espacial como temporal, das séries de temperatura observadas na superfície da Terra, o que torna extremamente difícil seu tratamento e globalização. E que estações climatométricas de superfície, portanto, são inadequadas para determinar a temperatura média global da atmosfera terrestre.
VARIABILIDADE DA CONCENTRAÇÃO DE CO2
O IPCC AR4/SPM (2007) afirma que o dióxido de carbono (CO2) é o principal gás antropogênico e que sua concentração de 379 ppmv em 2005 foi a maior ocorrida nos últimos 650 mil anos, período em que ficou limitada entre 180 e 300 ppmv. Esse aumento de concentração nos últimos 150 anos foi atribuído às emissões por queima de combustíveis fósseis e mudanças do uso da terra. Antes de tudo, convém ressaltar que mais de 97% das emissões de CO2 são naturais (oceanos, vegetação e solos), cabendo ao homem menos de 3%, total que seria responsável por uma minúscula fração do efeito-estufa atual, algo em torno de 0,12 % (Hieb e Hieb, 2006). Os argumentos utilizados pelo IPCC são as concentrações medidas em Mauna Loa , Havaí, cuja série foi iniciada por Charles Kelling no Ano Geofísico Internacional (1957-58) e as estimadas das bolhas de ar aprisionadas nos cilindros de gelo (“ice cores”), retirados por perfuração profunda (até cerca de 3.600 m ) da capa de gelo na Estação de Vostok, Antártica, e que foram utilizadas na reconstituição da composição química da atmosfera dos milhares de anos passados. A primeira impressão que se tem é que cientistas nunca se preocuparam em medir a concentração de CO2 antes de 1957. No entanto, Beck (2007) colecionou mais de 90 mil medições diretas de CO2 de 43 estações do Hemisfério Norte, obtidas entre 1812 e 2004, por vários pesquisadores renomados, três dos quais ganhadores do Premio Nobel. A Figura 4, adaptada de seu trabalho, mostra que a concentração de CO2 ultrapassou o valor de 380 ppmv várias vezes no século passado como, por exemplo em 1942 (420 ppmv), antes do início das medições em Mauna Loa , contrariando a afirmação do IPCC AR4/SPM que a do ano 2005 (379 ppmv) tenha sido a maior dos últimos 650 mil anos! Nessa Figura, a linha contínua inferior representa a série da concentração de CO2 dos cilindros de gelo da Estação de Siple, também na Antártica. Note-se que os valores permaneceram quase que constantes, abaixo de 300ppmv. Jaworowski (2007) afirmou que nunca foi demonstrado que a metodologia dos cilindros de gelo tenha produzido resultados confiáveis e que ela sempre tendeu a produzir concentrações 30% a 50% abaixo das reais por vários motivos. Um deles é que a hipótese de que a composição química e isotópica original do ar na bolha permaneça inalterada não é verdadeira, pois ocorrem tanto reações químicas como difusão de ar nas bolhas por estarem submetidas a pressões que chegam a ser, nas camadas profundas, mais de 300 vezes superiores a da atmosfera. Some-se a isso o fato do ar da bolha ser cerca de 1000 anos mais novo que o gelo que o aprisionou (Caillon et al, 2003). Isso porque o aprisionamento da bolha não é instantâneo, pois o processo de precipitação/derretimento da neve passa por vários ciclos antes de atingir um estágio de “neve granulada” (em Inglês, “ firn ”) que aprisiona a bolha de ar finalmente. Os dados mais recentes dos cilindros de gelo, portanto, não podem ser comparados com as medições atuais, já que, na melhor das hipóteses, os cilindros de gelo teriam uma resolução temporal de 1000 anos.
A análise da famosa figura (Figura 3 de Petit et al, 1999), que mostra a evolução temporal da temperatura e da concentração de CO2, obtidas com os cilindros de gelo de Vostok cobrindo um período de 420 mil anos, sugere que os quatros últimos interglaciais apresentaram temperaturas superiores às do atual, enquanto as concentrações de CO2 não ultrapassaram 300 ppmv. Dessa análise, conclui-se que, ou existiu uma outra causa física, que não a intensificação do efeito-estufa pelo CO2, responsável pelo aumento de temperatura verificado nesses interglaciais passados, ou as concentrações de CO2 tendem a ser subestimadas nas bolhas aprisionadas no gelo e, de fato, não representam a realidade da época em que foram aprisionadas.
Figura 4. Medições químicas de CO2 atmosférico, feitas por vários pesquisadores na primeira metade do Século XX, antes do início das medições em Mauna Loa , Havaí, em 1958.
Em adição, há evidências que a temperatura do ar tenha aumentado antes do aumento da concentração de CO2. (e.g., Caillon et al, 2003). Esse fato também é observado na Figura 4, que apresentou concentrações mais elevadas com o aumento da temperatura média global, verificado entre 1925-1946, seguidas de concentrações menores obtidas no início dos registros de Mauna Loa (1958), quando o clima global resfriou entre 1947-1976 (Figura 1). Ou seja, há evidências que o aumento (redução) de temperatura do ar cause o aumento (redução) das concentrações de CO2 e não o contrário, como afirmado em IPCC AR 4/SPM (2007).
Não há comprovação que o CO2 armazenado na atmosfera seja originário de emissões antropogênicas. Afirma-se que o CO2 atmosférico tenha aumentado na taxa anual de 0,4%, correspondendo a um incremento de 3 gigatoneladas de carbono por ano(GtC/ano) armazenadas na atmosfera. De acordo com IPCC AR4/SPM (2007), somente as emissões por queima de combustíveis fósseis totalizariam 7 GtC/ano.
Estima-se que os oceanos, por sua vez, absorvam 2GtC anuais. Portanto, o balanço não fecha, e ainda faltaria encontrar o sumidouro das 2 GtC/ano restantes, fluxo esse que foi denominado “o carbono desaparecido” na literatura. A vegetação - florestas nativas e plantadas - possivelmente seria a seqüestradora desse carbono. Por outro lado, sabe-se que a solubilidade do CO2 nos oceanos varia inversamente a sua temperatura. Ou seja, oceanos aquecidos absorvem menos CO2 que oceanos frios. Como a temperatura dos oceanos aumentou ao longo do Século XX, a concentração de CO2 atmosférico já poderia ser até superior à medida atualmente. Portanto, é possível que o fluxo absorvido pelos oceanos esteja sendo altamente subestimado! A literatura cita que o fluxo para os oceanos foi estimado em 92 GtC/ano. Um erro de 10% nessa estimativa corresponderia a uma fração três vezes maior que a que fica armazenada na atmosfera anualmente. Outro argumento, que se utiliza para comprovar que o aumento da concentração de CO2 é antropogênico, é a redução da razão 14C/12C. O carbono 14 é radiativo e apresenta uma meia-vida de 5730 anos. Não há mais 14C 12C e, por esse motivo, a razão teria decrescido em 2% nos últimos 150 anos. Ocorre que o 14C é formado pela incidência de raios cósmicos galáticos (RCG) nos combustíveis fósseis, uma vez que esses foram produzidos há milhões de anos. Assim, sua queima liberaria mais – partículas de alta energia provenientes do espaço sideral, cuja contagem é mais elevada durante períodos de baixa atividade solar – na atmosfera e, portanto, quando o Sol está mais ativo, como na primeira metade do Século XX, a entrada de raios cósmicos é reduzida, formando menos 14C . Essa deve ter sido a possível causa da redução de 2% da razão 14C/12C, se for admitido que ela possa ser medida com tal precisão atualmente. Em outras palavras, os argumentos acima não comprovam que o aumento da concentração de CO2 atmosférico seja causado pelas atividades humanas, queima de combustíveis fósseis e agropecuária.
LIMITAÇÕES DOS MODELOS DE SIMULAÇÃO DE CLIMA
Todos os modelos concordam que os incrementos de temperatura serão maiores nas regiões polares que nas regiões equatoriais. Para o Ártico, os modelos previram incrementos superiores a 10°C (por exemplo, GISS/NASA, 2007). Na Figura 2, porém, está evidente que a média das anomalias de temperatura do ar, observadas para o setor Atlântico do Ártico a partir de 1880, apresentou um incremento superior a 3°C entre 1886 -1938, quando a Humanidade consumia pouco combustíveis fósseis, seguido de um decréscimo superior a 2oC até o final da década de 1960. Ou seja, exatamente na região, onde os modelos prevêem os maiores incrementos de temperatura, foi observado o oposto durante o período pós-guerra, quando crescimento industrial e, conseqüentemente, o consumo global de combustíveis fósseis, se acelerou! Não há dúvida que o desenvolvimento de modelos seja crítico para se adquirir habilidade futura de entender melhor ou mesmo prever o clima, mas há que se admitir que modelos atuais são representação ainda simples, grosseira, da complexa interação entre os processos físicos diretos (“forcings”) e de realimentação (“feedbacks”) que controlam o clima do globo. Modelos carecem de validação de seus resultados!
Que existem sérios problemas com as simulações dos MCGs não é segredo para a comunidade meteorológica. Os MCGs comumente têm dificuldade em reproduzir as características principais do clima atual, tais como temperatura média global, diferença de temperatura entre equador e pólo, a intensidade e posicionamento das altas subtropicais e das correntes de jato, se não for feito o que, eufemisticamente, é chamado de "sintonia" ou “ajustes”. Nuvens, seus tipos, formas, constituição e distribuição, tanto em altura como no plano horizontal, e aerossóis são processos físicos mal-simulados nos modelos. Na Figura SPM-2 do IPCC AR4/SPM (2007) vê-se que a incerteza no forçamento radiativo de nuvens (-1,8 Wm-2), nível de entendimento baixo, é, em módulo, igual ao forçamento radiativo do CO2 (+1,66 Wm-2), dito ter nível de entendimento alto. Ou seja, a variação do albedo de nuvens, usando os argumentos do próprio IPCC, pode cancelar o aumento do efeito-estufa pelo CO2! A resolução espacial dos modelos globais era de 250km a 400km até recentemente e todos os processos físicos, que ocorrem em escalas espaciais muito inferiores a dos modelos, precisam ser parametrizados, inclusive a formação e desenvolvimento de nuvens. A parametrização é, em geral, feita com algoritmos físico-estatísticos que dependem da intuição física do modelador e, portanto, podem não representam a realidade física e serem questionáveis. A temperatura global tende a aumentar principalmente com a presença de nuvens estratiformes na alta troposfera. Essas nuvens altas (tipo “cirro”) são mais tênues, constituídas, em parte, por cristais de gelo, e tendem a aquecer o Planeta, pois permitem a passagem de ROC mas absorvem fortemente a ROL que escaparia para o espaço exterior, ou seja, intensificam o efeito-estufa. Por outro lado, nuvens baixas (tipo “estrato”), mais espessas, tendem a esfriá-lo, pois aumentam o albedo planetário. Se um modelo em particular tem tendência a produzir mais nuvens cirros, o aquecimento é amplificado (“feedback” positivo) para um dado forçamento radiativo. Por exemplo, o modelo do Serviço Meteorológico Inglês inicialmente previu um aumento superior a 5oC para o dobro de CO2. Porém, Mitchell et al. (1989) relataram que, apenas mudando as propriedades ópticas das nuvens estratiformes, reduziram o aquecimento para menos de 2oC, ou seja, uma redução de 60%! O transporte de calor sensível pelas correntes oceânicas para regiões extratropicais também é outro processo físico parametrizado nos modelos. O calor transportado para o Ártico, por exemplo, aumenta as TSM do Mar da Noruega e, como o efeito-estufa é fraco nessas regiões, devido à baixa concentração de vapor d´água, a emissão de ROL para o espaço aumenta, e o sistema terra-atmosfera-oceano, como um todo, perde mais energia para o espaço exterior. Dados de Reanálises (NCEP) sugeriram que, atualmente, a Escandinávia esteja perdendo 20 Wm-2 a mais , em média, do que perdia há 50 anos (Molion, 2006).
Outro problema sério de modelagem é a simulação do ciclo hidrológico e seu papel como termostato do sistema Terra-atmosfera. Na natureza, a superfície e o ar adjacente tendem a ser resfriados por evaporação, pois esse é um processo físico que consome grandes quantidades de calor. Se não existisse convecção (formação de nuvens profundas, tipo “cumulonimbo”) e o resfriamento dependesse apenas da perda de ROL, o efeito-estufa, sensivelmente intenso nos níveis próximos à superfície, faria com que a temperatura de superfície alcance cerca de 70oC! As nuvens cumulonimbos - convecção profunda que os modelos não simulam adequadamente - bombeiam calor latente para fora da camada limite planetária – camada mais próxima da superfície terrestre com cerca de 1000m de espessura - como se fossem verdadeiras chaminés, e o liberam nos níveis médios e altos da troposfera em que o efeito-estufa é fraco e, de lá, esse calor é irradiado para o espaço exterior. Dessa forma, a convecção profunda "curto-circuita" o efeito-estufa, não permitindo que a temperatura da superfície do Planeta atinja valores elevados.
A discussão acima não esgota, de maneira alguma, os problemas de modelagem dos processos físicos e as possíveis fontes de erros dos MCGs atuais. Porém, são suficientes para demonstrar que as “previsões” feitas por eles podem estar superestimadas e que, portanto, a hipótese do aquecimento pelo efeito-estufa intensificado, aceita pela maioria segundo se afirma, pode não ter fundamento sólido, já que os resultados de modelos são um de seus três argumentos básicos!
VARIABILIDADE NATURAL DO CLIMA
Além do efeito-estufa, outros processos físicos internos ao sistema terra-atmosfera-oceano, de não menor importância, controlam o clima. Variações da circulação atmosférica, associadas às variações da temperatura de superfície do mar (TSM) como, por exemplo, alterações na freqüência de ocorrência de eventos El Niño-Oscilação Sul (ENOS), são outra causa de mudanças significativas na temperatura global. É notória a grande variabilidade causada pelos eventos El Niño (1982, 1987 e 1998), observada na série de temperatura média da troposfera global, produzida pelos sensores MSU a bordo de satélite. O evento El Niño de 1997/98, considerado o evento mais intenso do século passado, produziu anomalias de temperatura do ar de cerca de 0,8°C, enquanto o La Niña de 1984/85, um resfriamento de – 0,5°C (Christy e Spencer, 2003). Entre um El Niño e um La Niña , portanto, pode haver variações da temperatura média global superiores a 1 °C . Em adição, Molion (2005) mostrou que a freqüência de El Niños intensos foi maior entre 1977-1998, o que pode ter contribuído para aquecimento atual, já que El Niños aquecem a baixa troposfera. Conhece-se bem a influência dos oceanos na variabilidade climática de curto prazo (ENOS). Mas a variabilidade oceânica de prazo mais longo, e seus efeitos sobre o clima, ainda não são bem conhecidos. Sabe-se que existem mudanças de prazo mais longo nas circulações oceânicas de escala global, da ordem de décadas, como a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), e milênio, como Circulação Oceânica Profunda, e que essas influenciam fortemente o transporte e a distribuição horizontal de calor sensível nos oceanos e, conseqüentemente, as temperaturas do ar devido às variações nas trocas de calor entre o oceano e a atmosfera. Porém, tais efeitos ainda não foram quantificados com precisão. Convém ressaltar que os oceanos cobrem 71% da superfície terrestre e que o Pacífico, sozinho, ocupa 35% dessa superfície. Como a atmosfera é aquecida por debaixo, os oceanos constituem a condição de contorno inferior mais importante para a atmosfera e para o clima global. Portanto, variações nas configurações das TSM, devido às variações de transporte de calor em direção aos pólos, devem produzir mudanças climáticas sensíveis. Molion (2005), por exemplo, mostrou que existe uma estranha coincidência entre as fases da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) e a temperatura média global. O resfriamento do clima global durante o período de 1947-1976 (Figura 1), não explicado pelo IPCC, coincide com a fase fria da ODP, fase em que o Pacífico Tropical apresentou anomalias negativas de TSM. O aquecimento entre 1977-1998, além do efeito da urbanização, pode estar relacionado com a fase quente da ODP – período em que o Pacífico tropical apresentou temperaturas acima da média – durante a qual ocorreu uma freqüência alta de eventos ENOS intensos que, sabidamente, também aquecem a baixa troposfera (Molion, 2005). Em adição, foi observado que a Corrente do Golfo do México – corrente marinha que transporta calor para o Atlântico Norte, região da Inglaterra, Escandinávia, Groelândia e Ártico – ficou mais ativa na metade da década de 1990 (Häkkinen e Rhines, 2004). Com maior transporte de calor sensível, as TSMs aumentam e os ventos de oeste retiram mais calor do Atlântico Norte, por interação atmosfera-oceano, e o transportam para a Europa Ocidental - onde está a maior fração dos termômetros utilizados para elaborar a Figura 1 – que, por conseguinte, apresenta uma mudança climática, um aquecimento local e não global!
Dentre os principais controladores externos, estão a variação da produção de energia do Sol, as mudanças dos parâmetros orbitais da Terra e a tectônica de placas. O Sol é a principal fonte de energia para os processos físicos que ocorrem na atmosfera. Porém, sua produção de energia denominada “constante solar”, em média 1368 Wm-2 , não é constante (?!). Observações recentes, feitas por satélites em apenas dois ciclos de manchas solares de 11 anos, sugerem que sua produção possa variar de 0,2% pelo menos, ou seja, 2,7 Wm-2 dentro de um ciclo. Durante o Ciclo de Gleissberg atual – ciclo solar com um período aproximado de 90 anos - essa variação deve ter sido ainda maior, pois o número máximo de manchas solares nos ciclos de 11 anos variou de cerca de 50 manchas, em 1913, a mais de 200 manchas, em 1957. Na Figura 1 de Lockwood e Fröhlich (2007), vê-se que a variação da constante solar pode chegar a 4 Wm-2 entre um máximo e um mínimo solar. Considerando albedo planetário de 30%, 70% dessas variações (1, 9 a 2,8 Wm-2 ) chegariam à superfície, o que é superior ao “forçamento radiativo” de todos os gases antropogênicos liberados pelo Homem nos últimos 150 anos (ver Figura SPM-2 do IPCC AR4/SPM, 2007). A falta de conhecimento atual, porém, não permite se estabelecer se existe influência da variação da produção de energia do Sol no clima, embora o IPCC afirme que não seja significativa.
Um controlador interno, mas que pode sofrer influências externas, é o já citado albedo planetário, cujas variações controlam o fluxo de energia solar (ROC) que entra no sistema terra-atmosfera-oceanos. Erupções vulcânicas explosivas lançam grandes quantidades de aerossóis na estratosfera, aumentam o albedo planetário e podem causar resfriamento significativo durante décadas. O efeito de uma erupção é sentido rapidamente em curto prazo. Minnis et al (1993), usando dados do experimento orbital ERBE, mostraram que a erupção do Pinatubo, Filipinas, reduziu de 10 a 15 Wm-2 a radiação disponível entre as latitudes 40oN-40oS durante vários meses. As erupções recentes do El Chichón (1982) e do Monte Pinatubo (1991) causaram resfriamentos durante 3 anos, chegando até 0,5°C, conforme Christy e Spencer (2003). Os efeitos de freqüentes erupções vulcânicas no clima, porém, podem ser de prazo mais longo se for considerada a inércia térmica dos oceanos ao responderem a essas variações de curto prazo. Como entre 1815 e 1912, de maneira geral, a freqüência de erupções vulcânicas foi grande, a concentração de aerossóis esteve alta (Lamb, 1972), o albedo planetário também e isso pode ter sido a causa de temperatura global baixas no início da série de temperatura (Figura 1). Segundo Molion (1995), no período 1915 a 1956, a atividade vulcânica foi a menor dos últimos 400 anos e o albedo planetário reduziu-se (aumento da transmissividade atmosférica), permitindo maior entrada de ROC no sistema durante 40 anos consecutivos e aumentando as temperaturas dos oceanos e do ar. É muito provável, portanto, que o aquecimento observado entre 1925-46, que corresponde a cerca de 70% do aquecimento verificado nos últimos 150 anos, tenha resultado do aumento da atividade solar, que atingiu seu máximo em 1957/58, e da redução da atividade vulcânica, ou seja, reduções de albedo planetário e da profundidade óptica da atmosfera (aumento da transmissividade), e não do efeito-estufa intensificado pelas atividades humanas que, na época, eram responsáveis por menos de 10% das emissões atuais de carbono!
Em adição, segundo Svensmark (1998), raios cósmicos galáticos (RCG) produzem aumento da concentração de núcleos de condensação (NCs) ao entrarem na atmosfera terrestre. O aumento da concentração dos NCs propiciaria o aumento da cobertura de nuvens baixas que, por sua vez aumentariam o albedo planetário e tenderiam a resfriar o Planeta. O coeficiente de correlação entre os dois fenômenos, contagem de RCG e cobertura de nuvens, é alto (0,96). Entretanto, Lockwood e Fröhlich (2007) contestaram essa hipótese, argumentando que a atividade solar, em declínio desde 1985, não estaria aumentando a cobertura de nuvens e que a temperatura média global estaria aumentando independentemente da atividade solar. Essa afirmação foi contestada por vários pesquisadores que apontaram falhas nesse artigo, entre outras, a questionável técnica usada pelos autores para suavizar os dados de contagens de RCG e a desconsideração do atraso da resposta dos oceanos a flutuações rápidas das forçantes climáticas (e.g., Gregory, 2007). Anteriormente, Donarummo Jr. et al (2002), utilizando dados de concentração poeira atmosférica depositada em cilindros de gelo na Groelândia nos últimos 300 anos, coincidentes com os registros de atividade solar, já tinham afirmado que, em períodos de alta concentração de aerossóis vulcânicos, os RCGs tendem a produzir tipos de aerossóis que não produzem nuvens baixas. Os autores teriam encontrado um período entre 1860-1882, com alta contagem de RCGs e baixa atividade vulcânica, que teria sido semelhante ao período de 1920-1946. Por sua vez, Shaviv (2002), usando dados astronômicos, mostrou que o fluxo de RCG deve variar de um fator maior que 2 quando a Terra atravessa os braços galáticos em espiral, o que ocorre a cada 132 ± 25 milhões de anos.
Os exemplos acima citados mostram que o clima é muito complexo, envolvendo controles internos e externos ao sistema terra-atmosfera-oceano, dos quais o efeito-estufa é apenas um dos processos, e que houve aumentos de temperatura em tempos passados, aparentemente sem sua intensificação.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em resumo, a variabilidade natural do Clima não permite afirmar que o aquecimento de 0,6oC seja decorrente da intensificação do efeito-estufa causada pelas atividades humanas, ou mesmo que essa tendência de aquecimento persistirá nas próximas décadas, como sugerem as projeções produzidas pelo IPCC. A aparente consistência entre os registros históricos e as previsões dos modelos não significa que o aquecimento esteja ocorrendo. Na realidade, as características desses registros históricos conflitam com a hipótese do efeito-estufa intensificado. O Planeta se aqueceu mais rapidamente entre 1925-1946, quando a quantidade de CO2 lançada na atmosfera era inferior a 10% da atual, e se resfriou entre 1947-76, quando ocorreu o desenvolvimento econômico acelerado após a Segunda Guerra Mundial. Dados de MSU a bordo de satélites não confirmaram um aquecimento expressivo pós-1978, aparente na série de temperatura obtida com termômetros de superfície. O IPCC AR4/SPM (2007) afirmou que concentração de CO2 aumentou de 35% nos últimos 150 anos. Porém, isso pode ter sido devido a variações internas ao sistema terra-oceano-atmosfera. Sabe-se que a solubilidade do CO2 nos oceanos depende de sua temperatura com uma relação inversa. Como a temperatura dos oceanos aumentou, devido à redução do albedo planetário e à atividade solar mais intensa entre 1925-1946, a absorção de CO2 pelos oceanos pode ter sido reduzida e mais CO2 ter ficado armazenado na atmosfera. Portanto, não se pode afirmar que foi o aumento de CO2 que causou o aumento de temperatura. Pode ter sido exatamente ao contrário, ou seja, que o CO2 tenha aumentado em resposta ao aumento de temperatura dos oceanos e do ar adjacente.
As análises da temperatura da superfície do mar (TSM) para o período 1999-2006, elaboradas com os dados do conjunto de Reanálises do NCEP/NCAR, mostraram uma configuração semelhante à da fase fria anterior da ODP (1947-1976), sugerindo que o Pacífico já esteja em uma nova fase fria (Figura 5). É possível, portanto, que o clima global venha a se resfriar nos próximos 15 a 20 anos, semelhante ao que ocorreu na fase fria anterior (Figura 1), porém com um agravante! Contrariamente ao período da fase fria anterior, o Sol está entrando num período de baixa atividade, um novo mínimo do Ciclo de Gleissberg. Observações por satélites (Lockwood e Fröhlich, 2007) mostraram que os valores do fluxo total de ROC, no último mínimo solar em 2006, ficaram abaixo de 1365,3 Wm-2 , inferiores aos mínimos anteriores. A variação da atividade solar nos últimos 300 anos sugere que nos próximos dois ciclos de manchas solares, ou seja, nos próximos 22 anos, a atividade solar seja comparável à do período inicial do Século XX. Portanto, como o Pacífico está em uma nova fase fria e a atividade solar estará mais baixa, é muito provável que as condições climáticas globais entre 1947-76 venham a se repetir qualitativamente, ou seja, um arrefecimento global nos próximos 15 a 20 anos.
Figura 5. Anomalias da temperatura da superfície do Pacífico no período 1999-2006 (em °C), com relação à média do período 1948-1998. (Fonte dos dados: ESRL/PSD/NOAA)
Figura 6. Variação radial da densidade da madeira dos anéis de crescimento de um jatobá-mirim, colhido em Balbina, a 170 km a noroeste de Manaus (Fonte: Ferraz et al., 1993).
Dados paleoclimáticos (e.g., cilindros de gelo da estação de Vostok) indicaram que, relativamente, as temperaturas do ar estiveram mais elevadas que as atuais nos períodos interglaciais anteriores e que as concentrações desse gás não ultrapassaram 300 ppmv, sugerindo que o aquecimento do clima não dependa da concentração de CO2. Em adição, existem outros testemunhos indiretos, como os anéis de crescimento de árvores, cujas análises sugeriram que o clima, ao contrário, já estaria se resfriando. Ferraz et al (1993), por exemplo, analisaram um jatobá-mirim colhido na Amazônia Central (Balbina) e constataram que a densidade da madeira em seus anéis de crescimento aumentou nos últimos 400 anos (Figura 6). Aceitando-se que a variação das chuvas seja o fator ambiental mais importante no desenvolvimento de uma árvore no meio da Floresta Amazônica, inferiu-se que o jatobá, durante esse período, esteve submetido a um clima regional que, paulatinamente, veio se tornando mais seco. E isso só poderia estar acontecendo se o clima global estivesse se resfriando! Reflexões sobre o propagado aquecimento global deixam evidente que o clima do Planeta, sem exagero, é resultante de tudo o que ocorre no Universo. Exemplificando, se a poeira densa, de uma estrela que explodiu há 15 milhões de anos, adentrasse o Sistema Solar, diminuiria a radiação solar incidente e resfriaria o Planeta!
O fato de o aquecimento, observado entre 1977-1998, muito provavelmente ter sido causado pela variabilidade natural do clima, não é um aval para o Homem continuar a degradar o meio-ambiente. Ao contrário, considerando o aumento populacional, inevitável nas próximas décadas, o bom senso sugere a adoção de políticas de conservação ambiental bem elaboradas e mudanças nos hábitos de consumo para que as gerações futuras possam dispor dos recursos naturais que se dispõem atualmente.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Beck, E.G., 2007. 180 Years of CO2 gas analysis by chemical methods. Energy & Environment, pp. 1-17.
Caillon, N. et al., 2003. Timing of atmospheric CO2 and Antarctic temperature changes across Termination III. Science, Vol. 299, pp. 1728-1731.
Christy.J e Spencer R., 2003. Global Temperature Report 1978-2003, The University of Alabama in Huntsville
Donarummo Jr., J., Ram, M. e Stolz, M.R., 2002. Sun/dust correlation and volcanic interference, Geophys. Res. Let. 29 (9): 1361.
ESRL/PSD/NOAA, 2006. Dados de Reanálises, Earth System Research Laboratory, Physical Sciences Division, NOAA, disponíveis em http://www.cdc.noaa.gov.
Ferraz, E.S.B., Oliveira, E. H., Fernandes, A D. e Bachi, M.A, 1993. Densidade da madeira e flutuações climáticas na Amazônia (Treering density and climate fluctiation in Amazon), VII Congresso Brasileiro de Agrometeorologia, SBA, July 27-30, Porto Alegre, RS, Brasil
Gregory, K., A critique on the Lockwood-Fröhlich paper. Disponível em http://scienceandpublicpolicy.org, acessado em 10 de setembro de 2007.
Hakkinen, S. e Rhines, P.B., 2004. Decline of subpolar North Atlantic circulation during the 1990s, Science, 304, 555-559.
Hieb M. e Hieb H., 2006. Water vapor rules the greenhouse system, disponível em http://mysite.verizon.net/mhieb/WVFossils/greenhouse data.html, acessado em 06/08/2007
IPCC AR4/SPM, 2007. Contribution of Working Group I for the Fourth Assessment Report (AR4), Summary for Policy Makers (SPM), WMO/UNEP, Genebra, Suiça.
Jaworowski, Z., 2007. CO2: The greatest scientific scandal of our times. EIR Science, March 16, pp. 38-53.
Jones, P.D., New, M., Parker, D.E., Martin S. e Rigor, I. G., 1999. Surface air temperature and its changes over the past 150 years. Rev. Geophys. 37: 173-199.
Lamb, H.H, 1972. Climate: Present, Past and Future, Vol. 1, Methuen & Co. Ltd., London , UK
Lockwood, M. e Fröhlich, C., 2007. Recent oppositely direct trends in solar climate forcing and global mean surface air temperature, Proceedings of Royal Society A, p:1-14
Minnis, P., Harrison, E.F., Stowe, L.L., Gibson, G.G., Denn, F.M., Doelling, D.R. e Smith Jr, W.L., 1993. Radiative climate forcing by Mount Pinatubo eruption, Science 259:1411-1415.
Mitchel, J.F.B., Senior , C.A.
Molion, L.C.B., 1995. Global warming: a critical review. Revista Geofísica 43 (2):77-86, Instituto PanAmericano de Geografia e Historia , Mexico
Molion, LCB., 2005. Aquecimento global, El Niños, manchas solares, vulcões e Oscilação Decadal do Pacífico. Climanálise 8 (agosto), disponível em http://www6.cptec.inpe.br/revclima/revista
Molion, L.C.B., 2006. Variabilidade e forçantes climáticas, Anais do XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia, SBMET, 27 a 4 de dezembro, Florianópolis (SC).
NCEP, 1999. National Centers for Environmental Predictions, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA
Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D., Barkov N.I., Barnola J.M., Basile I., Bender M., Chappellaz J., Davis J. Delaygue G., Delmotte M. Kotlyakov V.M., Legrand M., Lipenkov V.M., Lorius C., Pépin L., Ritz C., Saltzman E. e Stievenard M., Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok Ice Core, Antarctica, Nature, 3 June, 1999.
Svensmark, H., 1998. Influence of cosmic rays on Earth’s climate, Phys. Rev. Letters 81(22):5027-5030.
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